综述：纳米结构材料光催化降解有机防晒剂化学水污染物的研究进展

这篇综述系统探讨了纳米结构材料在光催化降解有机防晒剂(OSSC)领域的最新进展，重点分析了各类材料的降解效率(70%-100%/4-540分钟)、活性自由基(˙O2?/˙OH)作用机制及循环利用性能(2-10次保持>70%效率)，为水污染治理提供了兼具生态效益与经济可行性的解决方案。

　　

Abstract

有机防晒剂(OSSC)犹如双刃剑，在阻隔紫外线保护人体皮肤的同时，也作为污染物渗透至水生环境。光催化降解技术凭借纳米结构材料的独特性能，正成为解决这一环境难题的前沿方案。研究显示，不同纳米材料可在4-540分钟内实现70%-100%的OSSC降解效率，其中˙O₂^?和˙OH自由基被证实是光催化过程的关键活性物质。更值得注意的是，这些材料展现出色的可循环性，在2-10次重复使用后仍能保持70%以上的初始效率。

技术突破与机制解析

通过电子捕获实验揭示，纳米结构材料的光催化活性源于其特殊的电子-空穴对生成能力。当材料受光激发时，价带电子跃迁至导带，产生的空穴(h⁺)与表面吸附的H₂O或OH^?反应生成˙OH，而导带电子则与O₂结合形成˙O₂^?。这两种自由基协同作用，将OSSC分子逐步分解为小分子有机物直至矿化。

材料性能对比

研究对比了TiO₂、ZnO、g-C₃N₄等材料的降解动力学：

• 二氧化钛(TiO₂)在紫外区表现出90%以上的降解率，但需通过贵金属沉积改善可见光响应

• 石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有优异的可见光吸收，但面临比表面积不足的挑战

• 锌氧化物(ZnO)虽成本低廉，但在中性pH条件下易发生光腐蚀

实际应用潜力

针对工业化应用瓶颈，研究特别评估了固定化催化剂在流动体系中的表现。将纳米材料负载于多孔陶瓷或碳纤维后，既能防止纳米颗粒团聚，又便于回收利用。某中试实验显示，采用TiO₂/活性炭复合体系处理含OSSC废水，连续运行200小时后仍保持85%的降解效率。

CONFLICT OF INTEREST STATEMENT

作者声明无利益冲突。这一结论强化了研究结果的客观性，为纳米材料在环境修复领域的应用提供了可靠的科学依据。